21세기에 세계는 그 어느 때보다 음식 (F: Food), 에너지 (Energy: E), 환경 (Environment: E), 질병 (Disease: D)에, FEED, 대한 심각한 문제에 직면해 있다. 이러한 인류의 근본적인 문제들을 해결하기 위해 본 연구실 에서는 빛 (파동) 에 관한 연구를 한다. 특히 빛은 파장과 주파수를 가지고 한 장소에서 다른 곳으로 에너지와 정보를 운반하는 자연의 메커니즘 중 하나로서 다양하게 응용될 수 있기 때문이다. 그러므로 빛 (파동)을 효율적으로 흡수하고 유용한 형태의 에너지로 변환되는 방법을 이해하면 빛을 보다 효과적으로 사용하고 제어할 수 있는 Photosensitizer 설계할 수 있는 방법에 대한 이해를 근본적으로 할 수 있다.

이를 바탕으로 본 연구실에서는 태양 에너지 수확(Energy Harvesting; 염료감응형 태양전지, 고분자 태양전지, 페로브스카이트 태양전지)을 효율적으로 하기 위한 thiophene 또는 금속 (Ir, Pt) 복합체 기반 Photosensitizer 개발, 조명 에너지 재활용을 위한 광 충전전지 (광전지와 배터리 결합) 소재 및 시스템 개발, 그리고 빛의 파장과 주파수 조절을 통한 난치성 종양 치료를 (광역동 치료)를 연구하고 있다. 특히 종양치료 연구는 저산소 환경에서 모든 종류의 암 치료가 가능한 비침습적인 차세대 암치료제 개발을 목표로 하고 있다. 또한 인공적으로 빛의 파장과 주파수를 조절할 수 있는 초음파 특성을 활용하여 새로운 sono-cavitation & nebulization synthesis (SNS) 을 개발 하였다. 이는 초음파에서는 진공거품이 형성되고 이것이 붕괴될 때 엄청난 에너지를 방출한다는 점을 활용하여 Hetero/multi atom이 도핑된 탄소기반 재료 (그래핀, 탄소 나노튜브) 및 conjugated microporous polymer (CMP) 를 손쉽게 만들어 이를 에너지저장 (슈퍼커패시터 및 배터리 전극) 과 촉매 (CO2 환원 촉매 개발 을 통한 해수의 산성화 방지가 가능한 해수 배터리, 상온 상압에서 암모니아 생산을 위한 암모니아 합성 촉매: 친환경적 비료 원료)개발을 하였고 이에 관한 지속적인 연구를 진행한다.

따라서 이러한 우리 그룹 연구 주제 (FEED) 는 유엔이 채택한 식품(F), 에너지(E), 환경(E), 질병(D)과 같은 지속 가능한 목표에 기여하여 우리 모두의 더 좋고 뒷받침될 수 있는 미래를 달성에 기여 하면서 우리 사회에 자양분을 공급한다고 굳게 믿는다.